نمودار ولتاژ در مقابل مقاومت. جریان چگونه به ولتاژ بستگی دارد؟ نگرش روانشناختی و به روز رسانی دانش

بلیط 13.وابستگی جریان به ولتاژ. نمودار جریان در مقابل ولتاژ. مقاومت. محاسبه مقاومت قانون اهم برای بخش مدار.

اعمال مختلف جریان، مانند گرم کردن یک هادی، اعمال مغناطیسی و شیمیایی، به شدت جریان بستگی دارد. با تغییر قدرت جریان در مدار می توانید این اعمال را تنظیم کنید. اما برای کنترل جریان در مدار، باید بدانید که قدرت جریان در آن به چه چیزی بستگی دارد.

تلفیق مهارت ها و توانایی ها

با توجه به تغییر شرایط بار معانی مختلفجریان و ولتاژ را می توان به صورت گرافیکی اندازه گیری و مرتب کرد. کارایی ماژول های فتوولتائیک عمدتاً تحت تأثیر شدت نور و دمای سلول است. با افزایش دما یا کاهش شدت نور، کاهش کارایی سلول مشاهده می شود.

سطوح تولید مثل و تولید

در این کار، مدلی برای ژنراتورهای فتوولتائیک تک و چند کریستالی برای شبیه‌سازی عملکرد آن با تابش خورشیدی و شدت‌های دمایی مختلف به منظور درک بهتر رفتار یک سیستم فتوولتائیک و استفاده بعدی از آن در طراحی آن ایجاد شد.

می دانیم که جریان الکتریکی در یک مدار حرکت منظم ذرات باردار در یک میدان الکتریکی است. هرچه عمل میدان الکتریکی روی این ذرات قوی تر باشد، بدیهی است که جریان در مدار بیشتر می شود. اما عمل میدانی مشخص است کمیت فیزیکی- تنش بنابراین، می توان فرض کرد که قدرت جریان به ولتاژ بستگی دارد.

مدل ریاضیژنراتور فتوولتائیک تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی از طریق یک سلول فتوولتائیک متشکل از یک ماده نیمه هادی است. حساس ترین آنها نیمه هادی هایی هستند که بیشترین محصول ولت آمپر را تولید می کنند نور مرئیکه برای آن، از جمله، سیلیکون، سلنیوم استفاده می شود. سیلیکون به دلیل فراوانی زیاد در پوسته زمین بیشترین استفاده را دارد. تولیدکنندگان ماژول فتوولتائیک خانواده ای از منحنی ها را تحت شرایط تست استاندارد و در شدت ها و دماهای مختلف خورشیدی ارائه می دهند.

می توان مداری متشکل از منبع جریان، آمپرمتر، سیم پیچ سیم نیکل، کلید و ولت متر متصل به سیم پیچ را موازی کرد.

مدار را می بندیم و خوانش ابزارها را یادداشت می کنیم. سپس ولتاژ را 2 برابر افزایش می دهیم و دوباره مدار را می بندیم، آمپرمتر دو برابر جریان را نشان می دهد. ولتاژ را 3 برابر افزایش می دهیم و دوباره مدار را می بندیم، آمپرمتر سه برابر جریان را نشان می دهد. بنابراین، تجربه نشان می دهد که هر چند بار ولتاژ اعمال شده به همان هادی افزایش یابد، قدرت جریان در آن به همان میزان افزایش می یابد. به عبارت دیگر، جریان در یک هادی با ولتاژ انتهای هادی نسبت مستقیم دارد.

چگونه ام قانون خود را کشف کرد

حداکثر مقدار توان برای یک شدت خورشیدی معین در "زانو" این منحنی است. معادله ای که رفتار ژنراتورهای فتوولتائیک را توصیف می کند. مدل ریاضی مورد استفاده برای توصیف سلول خورشیدی بر اساس مدار معادل آن است که در شکل 2 نشان داده شده است.

از این مدل، می‌توان به معادله‌ای دست یافت که عملکرد ژنراتورهای فتوولتائیک مربوط به ولتاژ، جریان، شدت و دمای خورشید را توصیف می‌کند. Α ضریب دمایی جریان اتصال کوتاه در تابش خورشیدی مرجع است.

وابستگی جریان به ولتاژ را مشخصه جریان-ولتاژ می نامند.

مقاومت الکتریکی مشخصه اصلی یک هادی است.

هادی های مختلف مقاومت متفاوتی در برابر جریان دارند، یعنی مقاومت.gif" width="82" height="32">

ƿ – مقاومت [ƿ] =

مقاومت نشان می دهد که مقاومت یک هادی از چه چیزی ساخته شده است ماده داده شده، به طول 1 متر و با سطح مقطع 1 متر مربع.

Β ضریب دمایی ولتاژ مدار باز در تابش خورشیدی مرجع است. برای تعیین مقاومت سری، رابطه بین توان، ولتاژ و جریان، همانطور که در شکل نشان داده شده است. یک فایل حاوی تمام داده های ارائه شده توسط چندین سازنده برای ژنراتورهای فتوولتائیک مختلف ایجاد شده است که می تواند آنها را در هر شدت و دمای خورشیدی شبیه سازی کند.

نمودار نشان می دهد که افزایش سطح تابش باعث افزایش دمای سلول و در نتیجه کاهش کارایی ماژول می شود. این به دلیل کاهش قابل توجه ولتاژ با افزایش دما است، در حالی که جریان دچار افزایش جزئی می شود.

دلیل وجود مقاومت در هادی برهمکنش الکترون های متحرک با یون های شبکه کریستالی هادی است. به دلیل تفاوت در ساختار شبکه کریستالی هادی های ساخته شده از مواد مختلف، مقاومت آنها با یکدیگر متفاوت است.

اگر یک هادی پلاتینیومی به طول 1 متر و سطح مقطع آن 1 میلی متر مربع بگیریم، مقاومت 0.1 اهم خواهد بود.

مدل های ژنراتور شماره گذاری شده اند تا انتخاب آنها برای شبیه سازی آسان تر شود. پس از انتخاب ماژول فتوولتائیک مورد تجزیه و تحلیل، لازم است دمای سلول فتوولتائیک و تشعشعات خورشیدی ارائه شود که برای بررسی رفتار ژنراتور فتوولتائیک مطلوب است. این برنامه همچنین حداکثر خطا را بین داده های شبیه سازی شده و منحنی های سازنده دیجیتالی شده نمایش می دهد. شکل 2، منحنی های شبیه سازی شده تقریباً یکسان هستند.

حداکثر خطای بین منحنی های شبیه سازی شده و داده های سازنده محاسبه شد. حداکثر خطای محاسبه شده 0.96٪ بود. با انجام این کار، مشاهده می شود که مدل مورد استفاده برای شبیه سازی ژنراتورهای فتوولتائیک کریستالی معتبر است.

وابستگی قدرت جریان به ولتاژ انتهای بخش مدار و مقاومت این بخش را قانون اهم می گویند.

قانون اهم برای بخش مدار:شدت جریان در یک بخش از مدار با ولتاژ این بخش نسبت مستقیم و با مقاومت آن مقطع نسبت معکوس دارد.

از فرمول I=U/R- به دنبال آن است U=IRو R=U/I. بنابراین با دانستن قدرت و مقاومت جریان، می توان بر اساس قانون اهم، ولتاژ یک مقطع از مدار را محاسبه کرد و با دانستن قدرت ولتاژ و جریان، مقاومت مقطع را محاسبه کرد. مقاومت هادی را می توان با فرمول تعیین کرد R=U/Iبا این حال، باید درک کرد که R یک مقدار ثابت برای یک هادی معین است و به ولتاژ یا قدرت جریان بستگی ندارد.

از طریق داده های ارائه شده توسط سازندگان، می توان مدلی برای ماژول های فتوولتائیک به دست آورد. با این مدل می توانید یک ژنراتور فتوولتائیک را به یک باتری و مدل کنترلر شارژ متصل کنید، یک سیستم فتوولتائیک را شبیه سازی کنید، عملکرد آن را تجزیه و تحلیل کنید، کارایی آن را نظارت و بهبود دهید و طراحی تصادفی آن را مطالعه و شبیه سازی کنید.

ثابت شده است که شبیه‌سازی می‌تواند کمک بزرگی در تحلیل عملکرد یک سیستم فتوولتائیک و کاهش هزینه‌های آن باشد، زیرا موقعیت‌های بسیار متنوعی را می‌توان فرض و ارزیابی کرد که عملکرد تمام سیستم را بهبود می‌بخشد. آسیبی که نوسانات برق می تواند ایجاد کند می تواند جزئی یا فاجعه بار باشد. برای مثال، خرابی یا آسیب ترانسفورماتور ممکن است رخ دهد هارد دیسکو مادربرد

قانون اهم برای بخش مدار

درس مطالعه و تلفیق اولیه مطالب جدید.
کلاس هشتم

وظایف آموزشی درس: دانستن عبارات و فرمول قانون اهم برای یک مقطع مدار، درک وابستگی شدت جریان در یک مقطع مدار به ولتاژ و مقاومت و ارائه آن به صورت نمودار، قادر به "خواندن" نمودارها من(U), من(آر، برای توسعه مهارت های تجربی - ارائه یک فرضیه و برنامه ریزی آزمایشی برای آزمایش آن، ادغام مهارت های عملی در کار با ابزارهای اندازه گیری الکتریکی و در مونتاژ مدارهای الکتریکی.

اگر می خواهید محافظت خوبی داشته باشید، باید از فیلترهای فیلتر شده ویژه ای برای محافظت از پیکربندی خود در برابر ضربه های فعلی استفاده کنید. در عمل، این دستگاه ها امکان فیلتر کردن نویز ناشی از تجهیزات الکتریکی، نوسانات برق و جهش های ناگهانی خطوط را فراهم می کنند.

جریان در مقابل مقاومت

برای درک بهتر مفهوم "افت ولتاژ"، زمانی را در نظر بگیرید که سشوار یا فر را روشن می کنید و روشنایی لامپ به طور موقت کاهش می یابد. این به این دلیل است که شما دستگاهی را روشن کرده اید که به برق زیادی نیاز دارد، بنابراین افت ولتاژ در سیستم الکتریکی وجود دارد. یک افت ناگهانی دیگر زمانی رخ می دهد که میرایی رخ می دهد و اصلا جریانی وجود ندارد. به عبارت ساده، شما می توانید داده ها را از دست بدهید.

این درس برخی از اطلاعات تاریخی را معرفی می کند، در خدمت توسعه تفکر منطقی و عناصر مهارت های اختراعی است. باید پس از مطالعه مفهوم "مقاومت الکتریکی" و علل این پدیده (بند 43 کتاب درسی *) انجام شود. A.V. Pyoryshkinaفیزیک-8. - M.: Bustard، 2002.) تا این زمان، دانش آموزان باید مفهوم "تناسب معکوس" را از درس جبر بدانند و بتوانند وابستگی نشان داده شده را ایجاد کنند. برای به روز رسانی دانش ریاضی در خانه، از آن خواسته شد: مفاهیم "تناسب مستقیم"، "تناسب معکوس"، نمودارهای وابستگی مستقیم و معکوس نسبت، ساخت نمودارهای توابع را تکرار کنید. y = 2ایکس, y = 4ایکس, y = 2/ایکس, y = 4/ایکس.

مالتی پلکس های فیلتر شده به شما این امکان را می دهند که چندین کانکتور برق را به هم متصل کنید تا بتوانید صفحه نمایش، رایانه و سایر دستگاه های خود را متصل کنید. در زیر دو سوکت فیلتر شده را مشاهده می کنید که مدل اول 6 کانکتور برق را به هم متصل می کند و همچنین دارای محافظ تلفن و کواکسیال می باشد. مدل دوم به شما امکان می دهد تا حداکثر 8 خروجی را متصل کنید.

آنها از یک کابل تلفن 1.8 متری، یک کابل کواکسیال 60 سانتی متری و یک کابل اتصال شبکه به طول حدود 2 متر تشکیل شده اند. البته این ضرب فیلتر شده سرمایه گذاری خوبی برای در امان ماندن از نوسانات و پیک های ولتاژ است.

در طول کلاس ها

1. نگرش روانی و به روز رسانی دانش

معلم (بدون انتظار برای توجه کامل دانش آموزان، هنوز هم فقط برای برخی خارجی خواهد بود). بیایید درس خود را با حل یک مشکل شروع کنیم، اگرچه من موارد مشابه را در خانه نپرسیدم. تمام راز این است که این یک کار منطقی است، برای حل آن نیازی به دانستن مطالب پوشش داده شده به خوبی نیست، مشاهده دنیوی و کمی تیز هوشی کافی است. بنابراین: سه سوئیچ در اتاق وجود دارد. معلوم است که فقط یکی از آنها چراغ اتاق بعدی را روشن می کند، جایی که یک چراغ طبقه با یک لامپ وجود دارد. اتاق ها به گونه ای با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند که نمی توان از یکی تشخیص داد که در دیگری چه اتفاقی می افتد. هیچ دستیار وجود ندارد، سیم کشی قابل مشاهده نیست. چگونه با داشتن این فرصت که فقط یک بار از کلیدها به چراغ طبقه بروید تا مشخص کنید کدام یک از کلیدها چراغ کف را روشن می کند؟

یادگیری مطالب جدید

هنگامی که یک پرش ولتاژ رخ می دهد، بر منبع تغذیه تأثیر می گذارد، که اگر داشته باشد کیفیت خوب، می تواند با هر گونه مشکل و آسیب به سیستم مقابله کند. با این حال، توصیه می شود از یک UPS برای محافظت در برابر خرابی های ناگهانی که می تواند به رایانه شما آسیب برساند، استفاده کنید.

سطوح سازنده و خلاق

این دستگاه به شما این امکان را می دهد که حتی در صورت قطع ناگهانی برق، کامپیوتر خود را در عرض چند دقیقه روشن و خاموش کنید و از بروز مشکل و آسیب جلوگیری کنید. باتری در حین اتصال شارژ می شود و پس از چند سال باید تعویض شود زیرا با گذشت زمان مانند باتری ماشین کارایی خود را از دست می دهد. منبع تغذیه به شما امکان می دهد باتری را شارژ کرده و آن را آماده نگه دارید.

(بحث در مورد راه حل های ممکن در صورت مشکل، معلم بدون تمرکز توجه، روشن می کند که لامپ های رشته ای در مشکل در نظر گرفته شده است. اگر هنوز راه حلی به وجود نیامد، مشکل باید در خانه تنظیم شود. در طول مسیر، می توانید عمل جریان الکتریکی را تکرار کنید.)

دانش آموزان. هر سوئیچ باید روشن باشد مدت کوتاهی، سپس خاموش کنید، بعدی را روشن کنید، به اتاق بعدی بروید و لامپ موجود در چراغ کف را لمس کنید. اگر سرد است به کلید سوم وصل می شود، اگر گرم است ولی نمی سوزد به کلید اول وصل می شود.

برای پی بردن به توان تامین شده توسط یو پی اس، این مقدار باید در ضریب حدود 7 ضرب شود تا توان واقعی بر حسب وات بدست آید. در زیر منحنی بار برای مدل 400 وات را مشاهده می کنید. آبسیسا بار بیان شده در W را نشان می دهد و مختصات زمان استقلال را بر حسب دقیقه نشان می دهد.

انواع مختلفی از یو پی اس وجود دارد. نوع اول آنلاین نامیده می شود و قیمت نسبتاً بالایی دارند. آنها تمام جریان ورودی را فیلتر می کنند تا بالاترین ایمنی ممکن را تضمین کنند. هنگامی که جریان وجود ندارد، باتری بلافاصله، عملا بدون زمان استفاده می شود. در اینجا دو مدل با کارایی بالا آورده شده است. هر دو یک موج سینوسی خالص ایجاد می کنند. برخی از آنها یک موج سینوسی خالص تولید می کنند، در حالی که برخی دیگر تقریبی هستند. جریان فقط در صورت وجود نوسانات ولتاژ فیلتر می شود. شما میتونید اونها رو در ... پیدا کنید گزینه های مختلفبسته به قدرت

معلم. حالا آناگرام ها را حل کنید و مفهوم اضافی را در هر ستون پیدا کنید.

چنین کارهایی نه تنها تفکر را توسعه می دهند، بلکه به پاسخ های مبهم و چندگانه نیز عادت می کنند. راه حل های پیشنهادی در نظر گرفته شده، مطالب مربوط به این مفاهیم تکرار می شود. پاسخ ها و سوالات احتمالی برای بحث:

بر اساس توان مورد نیاز، یکی را انتخاب کنید که به بهترین وجه برای رایانه شما مناسب است. در نهایت، آخرین نوع یو پی اس، خودران نامیده می شود. اینها ارزان ترین مدل ها هستند و در این حالت جریان فیلتر نمی شود و فقط باتری را شارژ می کنند تا در صورت نبود جریان آن را فعال کنند.

ویژگی خارجی منبع انرژی

ردیف اول به باتری متصل می شود و از افت ولتاژ و قطع برق محافظت می کند. ردیف دوم به باتری متصل نیست و بنابراین فقط در برابر نوسانات برق محافظت می کند. بنابراین می‌توانید با تنظیم اینکه کدام دستگاه‌ها از شما در برابر افت یا پیک ولتاژ محافظت می‌کنند، یک پیکربندی سفارشی دریافت کنید.

1. آمپرمتر، کار، ولتاژ، ولت متر. پاسخ. آمپرسنج - بقیه مفاهیم به ولتاژ اشاره دارد. استرس را تعریف کنید. این کمیت چگونه و با چه ابزاری اندازه گیری می شود؟

2. جریان، شارژ، زمان، مقاومت. پاسخ ها. 1: شارژ - کلمات دیگر به مصوت ختم می شوند. 2: زمان - قدرت و بار جریان (مقدار برق عبوری از هادی) به مقاومت آن بستگی دارد. 3: مقاومت - بقیه مقادیر مربوط به تعریف قدرت جریان است. قدرت فعلی چیست؟ معنای فیزیکی این کمیت چیست؟ چه چیزی و چگونه اندازه گیری می شود؟ کدام ویژگی هادی مقاومت را مشخص می کند؟

3. ولت، آویز، نیوتن، آمپر. پاسخ ها. 1: نیوتن - بقیه واحدهای مقادیر الکتریکی هستند. 2: نیوتن - نامهای دیگر دانشمندانی که پدیده های الکتریکی را مطالعه کردند. 3: ولتا - یکی از اولین منابع جریان مستقیم را طراحی کرد، بقیه دانشمندان معیارهای کمی تعامل را کشف کردند. مقادیر فیزیکی مربوط به این واحدها و حروف آنها را نام ببرید.

2. یادگیری مطالب جدید

معلم. آناگرام ها چه اشتراکاتی دارند؟ چرا این کلمات گنجانده شده است؟

دانش آموزان. آنها اصطلاحات مربوط به جریان الکتریکی را بیان می کنند. این اصطلاحات شامل نام کمیت های اساسی، واحدهای آنها و ابزار اندازه گیری آنها می باشد.

معلم. جریان الکتریکی چیست؟ جریان در فلزات چگونه جریان می یابد؟ علت مقاومت هادی چیست؟

(دانش‌آموزان تعاریفی می‌دهند، یکی از دانش‌آموزان روی تخته سیاه در مورد فرآیند جریان الکتریکی در فلزات صحبت می‌کند..)

معلم. اگر ولتاژ انتهای هادی را افزایش دهید چه اتفاقی می افتد؟ جریان چگونه به ولتاژ بستگی دارد؟ در صورت افزایش مقاومت، جریان چگونه تغییر خواهد کرد؟ چه رابطه ای بین جریان و مقاومت وجود دارد؟

دانش آموزان. با افزایش ولتاژ، قدرت میدان الکتریکی که بر روی بارهای آزاد در هادی اثر می‌گذارد افزایش می‌یابد، بنابراین میانگین سرعت حرکت منظم این بارها افزایش می‌یابد، بنابراین مقدار برق عبوری از سطح مقطع هادی افزایش می‌یابد. هادی در واحد زمان افزایش می یابد، یعنی. جریان افزایش خواهد یافت. بنابراین جریان با ولتاژ نسبت مستقیم دارد. اگر مقاومت را افزایش دهید، درجه "مخالفت" هادی با عبور الکترون ها افزایش می یابد، به این معنی که قدرت جریان کاهش می یابد، بنابراین، قدرت جریان با مقاومت رسانا نسبت معکوس دارد.

معلم. ما یک فرضیه را مطرح کردیم که البته باید آزمایش شود. پس ما باید به چه چیزی پی ببریم؟

دانش آموزان. وابستگی قدرت جریان به ولتاژ و مقاومت.

معلم. این موضوع و هدف درس ما است (موضوع "وابستگی قدرت جریان به ولتاژ و مقاومت" و این فرضیه را روی تخته می نویسد: من ~ U, من ~ 1/آر). چگونه می توان یک فرضیه را آزمایش کرد؟ چه دستگاه هایی برای این مورد نیاز است؟ قوانین اساسی برای کار با آنها چیست؟ آزمایشات چگونه باید انجام شود؟ هنگام انجام تکالیف (طراحی نمودارها) با چه مشکلاتی مواجه شدید؟

(ترتیب آزمایش به صورت جلو مورد بحث قرار می گیرد، معلم به طور خلاصه هدف را توضیح می دهد و عملکرد رئوستات را نشان می دهد، قوانین کار ایمن با دستگاه های الکتریکی را به یاد می آورد. تجهیزات را توزیع می کند و برای کسانی که مایلند دستورالعمل انجام کار را ارائه می دهد. دو دانش آموز با استفاده از کامپیوتر نمودار می سازند و I را رسم می کنند(U)برای دو مقاومت مختلف و I(آر)برای دو ولتاژ متفاوت.)

دستورالعمل برای مطالعه وابستگی قدرت جریان به ولتاژ و مقاومت

هدف، واقعگرایانه: با تجربه وابستگی قدرت جریان به ولتاژ و مقاومت را تعیین کنید.

تجهیزات: آمپرمتر آزمایشگاهی، ولت متر آزمایشگاهی، منبع تغذیه، مجموعه سه عددی مقاومت با مقاومت های 1 اهم، 2 اهم، 4 اهم، رئوستات، کلید بسته شدن جریان، سیم های اتصال.

برای انجام کار، یک مدار الکتریکی را از منبع جریان، آمپرمتر، رئوستات، مقاومت سیم 2 اهم و یک کلید جمع کنید. یک ولت متر را به صورت موازی با مقاومت سیم وصل کنید (نمودار را ببینید).

1. مطالعه وابستگی قدرت جریان به ولتاژ در یک بخش معین از مدار. جریان را روشن کنید. با استفاده از رئوستات، ولتاژ پایانه های مقاومت سیم را به 1 ولت، سپس به 2 ولت و تا 3 ولت برسانید. هر بار، قدرت جریان را اندازه بگیرید و نتایج را در جدول بنویسید. یکی

میز 1.

مقاومت مقطع 2 اهم

نمودار جریان در مقابل ولتاژ را بر اساس داده های تجربی رسم کنید. نتیجه گیری کنید

2. بررسی وابستگی قدرت جریان به مقاومت یک مقطع مدار در ولتاژ ثابت در انتهای آن. به همین ترتیب یک مقاومت سیمی را در مدار قرار دهید، ابتدا با مقاومت 1 اهم، سپس 2 اهم و 4 اهم. با استفاده از یک رئوستات، هر بار ولتاژ یکسانی را در انتهای بخش تنظیم کنید، مثلاً 2 ولت. قدرت جریان را اندازه بگیرید، نتایج را در جدول 2 بنویسید.

جدول 2.

ولتاژ ثابت در طرح 2 ولت

بر اساس داده های تجربی، وابستگی قدرت جریان به مقاومت را رسم کنید. نتیجه گیری کنید

(در پایان کار، نتایج مورد بحث قرار می گیرد، نمودارها بررسی می شوند.)

معلم. از نتایج آزمایشات چه نتیجه ای گرفتید؟ آنها را با فرضیه ما مقایسه کنید.

دانش آموزان. جریان با ولتاژ نسبت مستقیم و با مقاومت نسبت معکوس دارد. فرضیه تایید شد.

معلم. برای اولین بار، یک دانشمند آلمانی، معلم مدرسه گئورگ سیمون اوم، به این نتیجه رسید و قانون نام او را دارد. علاوه بر این، اهم وابستگی مقاومت یک هادی به ابعاد آن را کشف کرد. این موضوع بعدی ماست، در دبیرستان قانون اهم دیگری را یاد خواهید گرفت.

قانون اهم را دوباره بیان کنید تا حتی یک کلمه از فرمول تکرار نشود. ( چنین کاری بسیار مفید است، به دانش آموزان اجازه می دهد تا نه تنها عبارات را آگاهانه به خاطر بسپارند، بلکه به توسعه گفتار زیبا و باسواد نیز کمک می کند. دانش آموز آماده داستان کشف قانون اهم را تعریف می کند.)

    چگونه ام قانون خود را کشف کرد

برای درک محاسن اهم در علم، باید محیطی را که دانشمند در آن کار می کرد در نظر گرفت. تنها ربع قرن از اکتشافات گالوانی و ولتا می گذرد. اکثر دانشمندان آن زمان کاملاً متقاعد نشده بودند که جریان الکتریکی (از ماشین های الکتریکی) و جریان گالوانیکی (از یک ستون ولتایی) یک پدیده را نشان می دهند. هویت آنها به عنوان فرضیه ای برای اثبات مطرح شد.

از سال 1825، اوم شروع به مطالعه گالوانیزم کرد. در سال 1826 اثر او "تعریف قانونی که طبق آن فلزات الکتریسیته تماسی را هدایت می کنند" ظاهر شد که اساساً حاوی محتوای قانون او بود. اوم اولین آزمایش ها را با استفاده از یک ستون ولتایی ساخته شده توسط خودش انجام داد. در آزمایش‌های بعدی، دانشمند از تاسیساتی استفاده کرد که در آنها یک عنصر حرارتی به عنوان منبع جریان عمل می‌کرد.

اهم یک سوزن مغناطیسی را روی یک نخ آویزان کرد و در زیر آن، به موازات محور آن، سیمی را قرار داد که قطب های منبع جریان را به هم متصل می کند. هنگامی که جریان از سیم عبور کرد، سوزن به دلیل اثر مغناطیسی جریان منحرف شد. با چرخاندن نخ، Om فلش را در موقعیت اصلی خود نگه داشت. برای اندازه گیری قدرت جریان انحرافی از مقدار زاویه پیچش استفاده شد. با قرار دادن یک فلش بر روی بخش های مختلف مدار، اهم ثابت کرد که زاویه پیچش ثابت می ماند و به این ترتیب پایداری قدرت جریان در بخش های مختلف مدار را ثابت کرد. علاوه بر این، اهم با اتصال سیم های مختلف به قطب های منبع جریان دریافت که با افزایش طول سیم و کاهش سطح مقطع آن، قدرت جریان کاهش می یابد و همچنین به ماده سیم بستگی دارد. او تعدادی از مواد را به ترتیب صعودی "مقاومت" پیدا کرد. اصطلاحات «مقاومت» و «جریان» متعلق به اهم است.

اهم با استفاده از یک عنصر حرارتی به عنوان منبع جریان، تفاوت های دمایی مختلفی را بین اتصالات بیسموت و مس ایجاد کرد و محل اتصال را غوطه ور کرد. 1 به آب شدن یخ و خواب 2 در آب با دماهای مختلف در نتیجه ولتاژهای مختلفی روی سیم به دست آمد. 3 متصل به عنصر حرارتی و قدرت جریان متفاوت در مدار. بر این اساس، انحراف سوزن مغناطیسی نیز تغییر کرد م. داده های تجربی به صورت ریاضی پردازش شدند.

در سال 1827، اثر اصلی که اهم را تجلیل می کرد ظاهر شد - "مدار گالوانیکی توسط دکتر G.-S. Ohm به صورت ریاضی توسعه یافت". اوم در این اثر به صورت نظری قانون معروفی را که نام او را یدک می کشد، پایه گذاری کرد. آثار اهم در آلمان با استقبال بسیار خوبی مواجه شد. در سال 1833، دانشمند قبلاً استاد دانشکده پلی تکنیک نورنبرگ بود. با این حال، در خارج از کشور، به ویژه در فرانسه و انگلستان، آثار اهم برای مدت طولانی ناشناخته باقی ماند. 10 سال بعد، فیزیکدان فرانسوی، پولیه، به طور مستقل بر اساس آزمایشات، به نتایج مشابه اهم رسید. اما به پولیه اشاره شد که قانون وضع شده توسط او توسط اهم در سال 1827 کشف شده بود. جالب است که دانش آموزان فرانسوی هنوز در حال مطالعه قانون اهم تحت نام قانون پولیر هستند.

3. تحکیم و اصلاح اولیه دانش

(دانش آموزان با سطح تکالیف برای ادغام تعیین می شوند ، به شک کنندگان هر دو برگه با تکالیف داده می شود - آنها بعداً در روند اجرا مشخص خواهند شد..)

سطوح تولید مثل و تولید

(در بین دانش آموزانی که این سطح از وظایف را انتخاب کرده اند، ممکن است موارد بسیار ضعیفی وجود داشته باشد، بنابراین، هنگام بررسی، پاسخ ها با جزئیات توضیح داده می شود..)

1. دانش آموز بر روی بررسی قانون اهم برای بخشی از مدار کار کرد و مدار را مطابق نمودار نشان داده شده در شکل مونتاژ کرد. او دریافت که وقتی مقاومت بخش کاهش می یابد آفتابآمپرمتر افزایش جریان را نشان داد و ولت متر شروع به کاهش ولتاژ کرد. او با علم به اینکه طبق قانون اهم، شدت جریان با ولتاژ رابطه مستقیم دارد، تناقضی بین «نظریه» و آزمایش به دست آورد. چگونه مشکل را حل کنیم؟ دانش آموز چه خطاهایی در استدلال داشت؟

پاسخ. قدرت جریان هم به ولتاژ و هم به مقاومت بستگی دارد. قدرت جریان در بخش مدار مستقیماً با ولتاژ در مقاومت ثابت متناسب است که انجام نشد.

2. چه نوع وابستگی در شکل نشان داده شده است؟ کدام نمودار با قانون اهم برای یک بخش مدار مطابقت ندارد؟

3-اگر آمپرمتر متصل به رئوستات به صورت سری، افزایش قدرت جریان را نشان دهد، در قسمت مدار چه تغییری کرده است؟

(پاسخ. ولتاژ افزایش یافته یا مقاومت کاهش یافته است.)

4-اگر ولت متری که به صورت موازی به آن متصل است کاهش ولتاژ را نشان دهد در قسمت مدار چه تغییری کرده است؟

5. وابستگی قدرت جریان به مقاومت مقطع مدار توسط نمودارها بیان می شود 1 و 2 . در کدام حالت هادی تحت ولتاژ بیشتری قرار داشت؟

6. قرائت آمپرمتر چگونه تغییر خواهد کرد اگر نقطه ولیبه نوبه خود خال خالی با سیم مسی ب, سی, دی, E?

(پاسخ. هنگامی که به یک نقطه متصل است AT- با یک نقطه تغییر نخواهد کرد از جانب- به طور قابل توجهی کاهش می یابد، با نقطه دیو E- عملاً صفر است.)

7. خوانش ولت متر چگونه تغییر می کند اگر نقطه ولیبه نوبه خود وصل کنید سیم مسی نقطه چین AT, سی, دی, E?

(پاسخ. هنگام اتصال با نقطه ATو از جانب- تغییر نخواهد کرد، با نقطه دیو E- سوزن ولت متر تقریباً روی صفر خواهد بود.)

8. چرا در صورت آتش سوزی در تاسیسات برقی باید کلید را فورا خاموش کرد؟ چگونه انجامش بدهیم؟

9. چرا خاموش کردن آتش ناشی از جریان الکتریکی، آب یا کف کپسول آتش نشانی معمولی غیرممکن است، اما فقط با ماسه خشک؟

    دیکته دیجیتال

معلم. برخی از عبارات داده شده است، آنها می توانند هر دو درست باشند - چنین جملاتی را با یک علامت گذاری کنید و نادرست - آنها را با صفر علامت گذاری کنید. ( توسط دانش آموزان به تنهایی انجام می شود. دیکته حاوی وظایفی از مبحث قبلی برای تکرار اطلاعات مهم است.)

1. هادی مقاومت می کند زیرا یون های شبکه کریستالی الکترون ها را دفع می کنند.

2. برای اینکه قدرت جریان ثابت بماند، لازم است ولتاژ بیشتری به هادی با مقاومت بیشتر اعمال شود.

3. برای تغییر مقاومت هادی کافی است ولتاژ اعمالی را کم یا زیاد کنید.

4. با ولتاژهای یکسان در هادی با مقاومت بیشتر جریان کمتری وجود خواهد داشت.

5. اگر جریان در مدار افزایش یابد، پس مقاومت تغییر کرده است.

6. مقاومت هادی که نمودار در شکل برای آن ترسیم شده است 5 اهم است.

7. شکل سمت چپ نمودارهای جریان در مقابل ولتاژ دو هادی را نشان می دهد. مقاومت هادی دوم بیشتر است.

سطوح سازنده و خلاق

(دانش آموزان تکالیف را به تنهایی انجام می دهند در حالی که معلم با بخش اول کلاس، وظایف کیفی را تجزیه و تحلیل می کند. در حالی که گروه اول در حال انجام دیکته دیجیتال هستند، گروه دوم دانش آموزان با راهنمایی یک معلم، نتایج کار خود را مورد بحث قرار می دهند..)

وظایف به ترتیب صعودی سختی مرتب شده اند. می توانید برخی از آنها را تکمیل کنید، وظایف 5 و 6 اختراعی هستند.

1. چرا پرندگان می توانند با خیال راحت روی خطوط برق فشار قوی بنشینند؟

2. مسئله شماره 1287 را از کتاب المسائل حل کنید V.I. Lukashik، E.V. Ivanova.

3. نمودار جریان در مقابل ولتاژ را برای دو هادی با مقاومت های 2 و 3 اهم رسم کنید.

4. نمودارهای جریان در مقابل مقاومت را در ولتاژهای ثابت 2 و 4 ولت رسم کنید.

5. با در اختیار داشتن ابزاری غیر از ولت متر از چه راه هایی می توانید ولتاژ شبکه را تعیین کنید؟ ( پاسخ. به عنوان مثال، یک مقاومت با مقاومت شناخته شده را به صورت سری با آمپرمتر به شبکه متصل کنید و ولتاژ را با استفاده از قانون اهم محاسبه کنید.)

6. چه باید کرد تا در زمان شروع به کار پرس، دست کارگر به طور اتفاقی زیر پرس نیفتد؟ راه حل هایی را بدون رله عکس در نظر بگیرید.

سرنخ. برای شروع پرس، دست ها باید کجا باشند؟ (به عنوان مثال، به طور همزمان روی دو دکمه شروع - هر دو دست اشغال خواهند شد.)

7. ارائه یک دستگاه (نگهبان برقی) برای تشخیص نفوذ یک فرد خارجی به قلمرو شما ( راه حل ممکن. نیاز به بستن یک نخ قوی 1 (یا سیم) با یک سر روی میخ و سر دیگر روی تخته 2 (ضخامت حدود 0.5 سانتی متر)، بین دو صفحه تماس الاستیک K و P (به عنوان مثال، از یک قوطی ساخته شده است) که روی میخ دیگری ثابت شده اند. اگر یک مهمان ناخوانده نخ را بکشد، عایق از صفحات خارج می شود، آنها همگرا می شوند و مدار الکتریکی را می بندند - زنگ به صدا در می آید. برای جلوگیری از بسته شدن تصادفی مدار در صورت بارندگی، کنتاکت های K و P باید با گیره پوشانده شوند.)

4. جمع بندی

کدام بخش از درس، چه وظایفی جالب تر به نظر می رسید؟ حوصله سر بر؟ چه چیزی ناموفق بود و چرا؟ چه چیزی را می خواهید با جزئیات بیشتر درک کنید؟ علامت گذاری (اختیاری).

5. تکالیف

- به همه: § 42, 44; مشکل منطقی (اگر در کلاس حل نشود).

- سطوح زایشی و زایشی: شماره 1275، 1277، 1279، 1285.

- سطوح سازنده و خلاق (برای انتخاب): وظایفی که در کلاس تکمیل نشده اند. به صورت اختیاری، یک مدل از یک نگهبان برقی بسازید. دستگاهی ابداع کنید که نشان دهنده افزایش آب باشد (نشانگر "سیل").

(راه حل ممکن. صفحات فلزی را روی گونه های گیره لباس بچسبانید 1 و یک تکه شکر بین آنها قرار دهید 2 . گیره را به یک میخ رانده شده در نزدیکی ساحل وصل کنید. میخ باید 5 تا 10 سانتی متر از سطح آب بالاتر برود، با بالا رفتن سطح آب، گیره در آب قرار می گیرد و شکر حل می شود. گونه ها فرو می ریزند، مدار الکتریکی بسته می شود، زنگ به صدا در می آید.)

(چنین راه حلی فقط به عنوان یک ایده خوب است. باران چطور؟ مه؟ شبنم؟ مورچه ها و دیگر عاشقان شیرین؟ - قرمز.)

ادبیات

Burov V.A.، Dick Yu.I.، Zworykin B.S.کلاس های آزمایشگاهی پیشانی در فیزیک در کلاس های 7 تا 11 موسسات آموزشی: کتاب. برای معلم اد. بورووا V.A.، Nikiforova G.G. - م.: روشنگری، 1996.

کتاب خواندن در فیزیک. کلاس 6-7: راهنمای دانش آموزان. Comp. I.G. Kirillova. - م.: روشنگری، 1978.

لوکاشیک V.I.، Ivanova E.V.مجموعه وظایف در فیزیک برای کلاس های 7-9 موسسات آموزشی. - م.: روشنگری، 2000.

Maron A.E.، Maron E.A.فیزیک. درجه 8: مواد آموزشی. - M.: Bustard، 2002.

پریشکین A.V.فیزیک-8. - M.: Bustard، 2003.

تولچینسکی M.E.مسائل سرگرم کننده - پارادوکس ها و سوفیسم ها در فیزیک. - م.: روشنگری، 1971.

تولچینسکی M.E.مشکلات کیفی در فیزیک در کلاس های 6-7: راهنمای معلمان. - م.: روشنگری، 1976.

فیزیک برای جوانان: گرما. برق: کتاب. برای خواندن فوق برنامه 7 سلول Comp. Alekseeva M.N. - M.: آموزش و پرورش، 1980.